计算机导航辅助下转子间骨折的微创治疗

申剑,文良元,赵立连,薛庆云

(卫生部北京医院骨科,北京 100730)

股骨转子间骨折是髋部的常见骨折[1]。近端髓内固定系统治疗转子间骨折的微创性、有效性是大家所公认的[2,3]。良好的内固定位置和手术微创化关系到骨折愈合、能否早期功能锻炼及减少术后并发症,但常规技术需要依靠多次X线监测来完成。本研究是将计算机二维导航技术运用到近端髓内钉固定术,取得较好效果,现报告如下。

1 材料与方法

1.1 一般资料 自2006年8月至2010年9月,我院收治的84例股骨转子间骨折中 79例为新鲜外伤性骨折,其中 76例采用透视下闭合复位,近端髓内固定(包括 Gamma钉、股骨近端防旋髓内钉、股骨近端膨胀髓内钉)。男 28例,女48例;年龄59～96岁,平均76.8岁。其中计算机导航辅助下手术27例,男10例,女17例,年龄63～89岁,平均78.3岁。骨折Evans分型,Ⅰ型1例(3.7%),Ⅱ型16例(59.26%),Ⅲ型10例(37.04%)。常规方法内固定49例,男18例,女31例,年龄59～96岁,平均76岁。骨折分型：Ⅰ型4例(8.16%),Ⅱ型24例(48.98%),Ⅲ型18例(36.73%),Ⅳ型3例(6.12%)。两组患者均存在骨质疏松,并存在内科并发症,术前改善内科情况使之达到符合手术要求。术后常规使用抗生素2～3 d并抗凝。术后使用低分子肝素抗凝。

计算机导航设备及其创伤系列配套的器械(见图 1)。

1.2 手术方法 两组病例均采用腰麻、硬膜外或局部神经阻滞麻醉。手术均由同一组医师完成。首先在C型臂监视下完成骨折闭合复位。a)常规组在大转子近端切口5～8cm,在C型臂透视下引入髓腔内导针,开髓,插入主钉,透视下调整主钉深度,并确定拉力钉位置、方向、长度,通过手柄上近端瞄准器在透视下打入股骨颈导针,拧入拉力钉。b)导航组在复位完成后需在股骨外上髁或髂前上棘切0.5～1.0 cm大小切口固定参考架,将 C型臂装上定位靶并同导航仪连接,并将示踪器及参考架器连至导航仪。用带有定位靶的C型臂采集患侧股骨近端正侧位图像,注册、校准示踪器。之后移走 C型臂,通过导航所采集到的图像在示踪器引导下于大转子顶端经皮打入髓腔内导针,切开周围皮肤2～3 cm,开髓并插入主钉,在示踪器引导下确定主钉深度、拉力钉位置、方向及长度,通过手柄近端瞄准器打入导针,置入拉力钉,透视验证内固定位置(见图2～6)。两组远端锁钉均通过髓内钉自带手柄远端瞄准器完成(膨胀钉除外)。

图1 计算机导航设备及其创伤系列配套器械大体照片

图2 将参考架予螺钉固定于患肢股骨外上髁松质骨内

1.3 数据收集 对两组手术切口长度(近端插入主钉的切口长度,拉力钉及远端锁钉均在瞄准器辅助下完成,钉口大小两组基本相同)、术中显性出血量、手术时间(从骨折复位之后计算)、术中 X线曝光次数(从骨折复位之后计算,导航采集图像曝光条件与常规组相同)、术后内固定位置等进行比较分析。

图3 安装有定位靶的 C型臂采集患髋正侧位图像

图4 示踪器在参考架上完成注册

2 结 果

两组患者均成功的完成了手术,未出现术中并发症。导航组股骨大转子近端切口长度2.8～4.5cm,明显小于常规组3.5～8.0cm。导航组术中显性出血量68～120 mL,小于常规组90～210mL。导航组术中X线曝光次数(复位后)6～12次,明显少于常规组11～21次(透视均由专业技术人员操作,曝光条件相同)。导航组手术时间55～95min,略少于常规组65～104min。两组术后内固定位置都符合要求,其中导航组有 2例在插入主钉时引起导航参考架松动造成导航失真,术中发现后重新采集图像、固定示踪器、注册,完成手术。

图5 导航仪屏幕正侧位图像同时显示主钉导针要插入的位置

图6 导航显示屏正侧位同时显示拉力钉导针将要拧入的位置

表1 手术疗效比较

典型病例为一83岁男性患者,在家中卫生间摔倒,诊断为右侧股骨转子间骨折。于入院后 3 d腰麻下行右侧导航辅助 PFN A钉内固定术。影像学资料见图 7～8。

3 讨 论

股骨转子间骨折是髋部骨折中较严重的骨折,占全身骨折的3%～4%,占髋部骨折的35.7%[1]。该病好发于老年人,女性多于男性,患者平均年龄70岁,比股骨颈骨折高出5～6岁,65～70岁的男性髋部骨折发生率为18%,女性为27%,78岁以上男性患者上升到 30%,女性为40%[4]。由于多数转子间骨折患者年老体弱,常常合并心脑血管、血糖、血脂代谢和肝肾等多系统的功能障碍,承受骨折以及手术打击的能力差,经常在围手术期出现严重的并发症。股骨转子间骨折手术的治疗目的是恢复骨的连续性,早期康复。而治疗过程要求尽可能减少手术创伤,获得骨折的良好复位,坚强内固定,允许患者尽早离床活动,恢复髋关节的功能,减少因卧床带来的并发症,恢复伤前生活质量[5]。很多研究[6,2,3]已证实了髓内固定系统比钉板系统减少了偏心矩带来的应力增大效应,所以更加稳定。由于创伤小,固定牢固,Gamma钉作为最早的近端髓内固定系统融合了髋螺钉和髓内钉的优点,力矩较短,抗弯应力强,固定方式与生物力学结构更符合股骨近端的应力传导,减少内固定物折断风险[2]。在骨质疏松的标本中 Gamma钉比动力髋螺钉减少切割,Gamma钉的最大载荷约为体重的 8.5倍,动力髋螺钉约为6.2倍[7]。

图7 术前X线片示股骨转子间骨折

图8 术后X线片示骨折及内固定位置良好

股骨近端防旋髓内钉通过将髓内主钉加长,变细,其远端锁定孔距主钉末端较远,分散了应力,减少局部的应力遮挡,降低了远端锁钉骨干交界处的骨折和锁钉断裂的发生率及再骨折率[8,9],并将股骨颈部拉力钉改为螺旋翼片,减少了股骨颈及头部骨量的丢失,增加了抗切割及抗拔出力[10],同时简化了操作程序,缩短了手术时间,减小了创伤和出血[11]。多年来研究的方向一直是减少手术创伤和提高骨折内固定的稳定性。同时增加内固定物在骨质疏松性骨组织中的把持力。股骨转子间骨折采用髓内固定已成为当前手术治疗的主流[3],人们通过不断地改进,推出了操作更方便、创伤更小、术后并发症更少、更适合老年人的固定器材。

传统手术的切口主要为了显露,能使术者完成手术操作,但多是通过较大的切口、广泛的软组织剥离或切除来达到这一目的。由于创伤较大,术后难免会产生较多的并发症,康复过程也较缓慢。术中为了准确定位钉的位置和深度还需要反复透视,增加了医患的放射性伤害,并且增加了手术野污染的风险。

导航技术源自军事科技的空间定位系统,手术导航或术中对手术器械实时定位技术的应用可以追溯到20世纪70年代[12],20世纪 90年代计算机导航技术首次运用到骨科脊柱手术中来[13],之后又应用到了人工关节置换、创伤固定及前交叉韧带重建等领域[14-16]。在导航引导下 ,通过小切口进行手术,可以减少过多的剥离、显露。因为有实时的图像信息,有些解剖标志不必再显露,通过透视,便能准确定位。

导航设备配合其髓内固定治疗转子间骨折提高手术的精准度已有报道[17],许多技术改进尚在探索中。本研究将导航用于股骨近端髓内固定钉,利用导航技术进一步减少粗隆间骨折内固定手术本身的创伤。由于不需要显露大转子,缩小了主钉的切口大小,减少了对阔筋膜张肌、臀中肌的剥离、损伤及出血。在计算机导航下,主钉插入的整个过程中都有实时髋部正侧位图像导引,也减少了盲目插入造成的损伤并能将拉力钉在股骨头颈内的位置调整到理想位置——前后位股骨头颈中线偏下,侧位位于头颈中间[2],这一点对于防止骨质疏松患者骨组织被切割并且降低骨折界面的旋转扭力非常重要。由于手术中不需要反复透视观察进钉的位置和深度,大大减少了术者及患者X线下暴露时间。而且在进行手术操作时可以将 C型臂移开获得更大的操作空间[17],也减少了因触碰而增加感染的风险。但同时我们也发现股骨远端参考架的固定容易松动,可能造成图像失真,术中要注意各部件的稳定情况,而且引导器同接收器之间的盲区较大,术中时常需要兼顾,加上技术人员对导航设备使用的熟悉程度,都会影响导航手术的效率。

导航与微创技术的应用,从直观操作过渡到影像引导下的操作,需建立三维空间的定位及定向观念,熟练掌握需要有一个较长的学习与训练时间。导航技术在骨科手术中的运用会帮助骨科手术向更加微创和更加精确的方向发展。

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